50 011-2-pelatihan cbt otomotif electrical (1)

BAHAN PELATIHAN NASIONAL OTOMOTIF

KENDARAAN RINGAN

ELECTRICAL

CARA KERJA DAN KARAKTERISTIK SISTEM PENGAPIAN LAINNYA

OTO.KR05.011.01

MODUL 2 DARI 5

BUKUINFORMASI

Sektor Otomotif Sub Sektor Kendaraan Ringan Electrical

Daftar Isi Halaman

Bagian - 1 2

Pendahuluan 2

Definisi Pelatih, Peserta Pelatihan dan Pelatihan 2

Disain Modul 2

Isi Modul 3

Pelaksanaan Modul 3

Definisi istilah-istilah yang digunakan dalam Standar Kompetensi Kerja Nasional Indonesia (SKKNI)

4

Hasil Pelatihan 5

Pengenalan 5

Prasyarat 5

Pengakuan Kompetensi Tertentu (RCC) 5

Keselamatan Kerja 6

Bagian - 2 7

Prosedur Cara Kerja dan Karakteristik Sistem Pengapian Lainnya 7

• Informasi 7

• Coil Pengapian 8

• Identifikasi Coil Pengapian 9

• Cara Kerja Coil Pengapian 11

• Cara Kerja Sistem Pengapian Waktu 12

• Cara Kerja Pengapian Induktif 13

• Sudut Dwell 18

• Penundaan Arus Primer Coil 19

• Sensor Penghimpun Magnet (Pembangkit Pulsa) 24

• Sensor Posisi Poros Engkol 27

• Sensor Posisi Poros Engkol Optik 28

• Sistem Pewaktu Pengapian Elektronik (EST) 29

• Alternatif Sistem Pengapian 30

• Sistem Pengapian Magneto 31

Cara Kerja dan Karakteristik Sistem Pengapian Lainnya OTO.KR05.011.01Buku Informasi 2/33


Standar Kompetensi Kerja Nasional Indonesia OTO.KR05.011.01



Bagian - 1

Pendahuluan

Modul ini terdiri dari tiga buku petunjuk yaitu Buku Informasi, Buku Kerja dan Buku Penilaian. Ketiga buku tersebut saling berhubungan dan menjadi referensi Modul Pelatihan. Berikut ini adalah Buku Informasi.

Modul Pelatihan ini menggunakan Pelatihan Berbasis Kompetensi sebagai pendekatan untuk mendapatkan keterampilan yang sesuai di tempat kerja.

Pelatihan Berbasis Kompetensi memfokuskan pada keterampilan seseorang yang harus dimiliki di tempat kerja. Fokusnya adalah pada pencapaian keterampilan dan bukan berapa lama waktu yang dibutuhkan untuk mengikuti pelatihan.

Modul Pelatihan ini berdasarkan pada Standar Kompetensi Kerja Nasional Indonesia (SKKNI). Standar Kompetensi Kerja Nasional Indonesia (SKKNI)adalah pernyataan pengetahuan, sikap dan keterampilan yang diakui secara nasional yang diperlukan untuk penanganan perbaikan disektor otomotif.

Modul Pelatihan ini terutama digunakan sebagai Kriteria Penilaian terhadap Standar Kompetensi Kerja Nasional (SKKNI) OTO.KR05.011.01

Definisi Pelatih, Peserta Pelatihan dan Pelatihan

Pada modul Pelatihan ini, seseorang yang menyampaikan materi pelatihan lebih dikenal sebagai Pelatih. Di sekolah-sekolah, institusi-institusi dan pusat-pusat pelatihan, orang tersebut lebih dikenal dengan sebutan guru, instruktur, pembimbing atau sebutan lainnya.

Berkaitan dengan keterangan di atas, seseorang yang berusaha mencapai kemampuan disebut sebagai Peserta Pelatihan. Pada sekolah-sekolah, institusi-institusi dan pusat-pusat pelatihan, orang tersebut lebih dikenal dengan sebutan siswa, murid, pelajar, peserta, atau sebutan lainnya.

Pelatihan adalah proses pengajaran yang berlangsung di sekolah, institusi ataupun Balai Latihan Kerja.

Disain Modul

Modul ini didisain untuk dapat digunakan pada Pelatihan Klasikal dan Pelatihan Individual/mandiri:

• Pelatihan Klasikal adalah pelatihan yang disampaikan oleh seorang pelatih.

• Pelatihan Individual/mandiri adalah pelatihan yang dilaksanakan oleh peserta dengan menambahkan unsur-unsur/sumber-sumber yang diperlukan dengan bantuan dari pelatih.



Isi Modul

Buku Informasi

Buku Informasi ini adalah sumber untuk pelatih dan peserta pelatihan yang berisi :• informasi yang dibutuhkan oleh peserta pelatihan sebelum melaksanakan

praktek kerja.

Buku Kerja

Buku Kerja ini harus digunakan oleh peserta pelatihan untuk mencatat setiap pertanyaan dan kegiatan praktek baik dalam Pelatihan Klasikal maupun Pelatihan Individual/mandiri. Buku ini diberikan kepada peserta pelatihan dan berisi:• kegiatan-kegiatan akan membantu peserta pelatihan untuk mempelajari dan

memahami informasi• kegiatan pemeriksaan yang digunakan untuk memonitor pencapaian

keterampilan peserta pelatihan.• kegiatan penilaian untuk menilai pengetahuan peserta pelatihan• kegiatan penilaian untuk menilai kemampuan peserta pelatihan dalam

melaksanakan praktek kerja.

Buku Penilaian

Buku Penilaian ini digunakan oleh pelatih untuk menilai jawaban dan tanggapan peserta pelatihan pada Buku Kerja dan berisi :• kegiatan-kegiatan yang dilakukan oleh peserta pelatihan sebagai pernyataan

keterampilan• metode-metode yang disarankan dalam proses penilaian keterampilan peserta

pelatihan• sumber-sumber yang dapat digunakan oleh peserta pelatihan untuk mencapai

keterampilan• semua jawaban pada setiap pertanyaan yang diisikan pada Buku Kerja• petunjuk bagi pelatih untuk menilai setiap kegiatan praktek• catatan pencapaian keterampilan peserta pelatihan.

Pelaksanaan modul

Pada Pelatihan Klasikal, pelatih akan :• menyediakan Buku Informasi yang dapat digunakan peserta pelatihan sebagai

sumber pelatihan• menyediakan salinan Buku Kerja kepada setiap peserta pelatihan• menggunakan Buku Informasi sebagai sumber utama dalam penyelenggaraan

pelatihan• memastikan setiap peserta pelatihan memberikan jawaban/tanggapan dan

menuliskan hasil tugas prakteknya pada Buku Kerja• menggunakan Buku Penilaian untuk menilai jawaban/tanggapan dan hasil-hasil

peserta pelatihan pada Buku Kerja.

Pada Pelatihan Individual/mandiri, peserta pelatihan akan :



• menggunakan Buku Informasi sebagai sumber utama pelatihan• menyelesaikan setiap kegiatan yang terdapat pada Buku Kerja• memberikan jawaban pada Buku Kerja • mengisikan hasil tugas praktek pada Buku Kerja• memiliki tanggapan-tanggapan dan hasil penilaian oleh Pelatih.

Definisi Istilah-istilah yang digunakan dalam Standar Kompetensi Kerja Nasional Indonesia (SKKNI)

PrasyaratKompetensi yang dibutuhkan sebelum memulai suatu kompetensi tertentu.

Elemen KompetensiTugas-tugas yang harus dilakukan untuk mencapai suatu keterampilan.

Kriteria Unjuk KerjaKegiatan-kegiatan yang harus dilakukan untuk menunjukkan keterampilan pada setiap elemen.

Batasan Variabel Ruang lingkup materi dan persyaratan yang memenuhi kriteria unjuk kerja yang ditetapkan.

Panduan PenilaianMerupakan petunjuk bagaimana peserta pelatihan dinilai berdasarkan kriteria unjuk kerja.

KonteksMerupakan penjelasan tentang dari mana, bagaimana dan metode penilaian apa yang seharusnya digunakan.

Aspek-aspek yang diperlukanMenentukan kegiatan inti yang harus dinilai.

Persyaratan Level Literasi dan Numerasi

Persyaratan Modul Literasi Level 1 dan Numerasi Level 1Level Literasi

1 Kemampuan untuk membaca, memahami dan menghasilkan teks dasar.2 Kemampuan untuk memahami hubungan yang kompleks pada teks dan

memahami informasi lisan dan tulisan yang diberikan.3 Kemampuan untuk menulis, menganalisa kritik dan mengevaluasi teks.

Level Numerasi1 Kemampuan untuk menggunakan simbul-simbul dasar, diagram, istilah

secara matematik dan dapat memahami konteks serta dapat mengkomunikasikan secara matematik.

2 Kemampuan untuk menguji, memahami dan menggunakan konsep matematik yang kompleks pada batasan konteks.

3 Kemampuan untuk menganalisa kritik, mengevaluasi dan menggunakan



simbol-simbol matematik, diagram, chart dan teori-teori yang kompleks.



Hasil Pelatihan

Menjelaskan cara kerja dan karakteristik system pengapian otomotif.Mencakup system induksi, kapasitif dan magneto.

• Menyebutkan fungsi komponen system pengapian dan menjelaskan prinsip kerjanya.

• Mengindentifikasi rentang perangkat pewaktu/pemicu pada system pengapian dan menjelaskan prinsip kerjanya.

• Menjelaskan penggunaan cara yang berbeda untuk merubah saat pengapian.• Menjelaskan karakteristik system pengapian kapasitif, induktif dan magneto.

Pengenalan

Dalam program ini Anda akan diperkenalkan pada cara kerja dan karakteristik system pengapian otomotif. Mencakup induktif, pemicuan kontak poin dan secara elektronik, kapasitif dan system magneto. Tujuannya adalah memberikan Anda pengetahuan yang akan meningkatkan keterampilan yang dibutuhkan untuk mendiagnosa dan memperbaiki system pengapian otomotif untuk memastikan system pengapian mampu menghasilkan bunga api tegangan tinggi yang diperlukan untuk membakar campuran udara/bahan bakar yang ada di dalam silinder engine.

Prasyarat

Peserta Pelatihan harus menyelesaikan semua pelajaran utama secara memuaskan atau penyetaraan dengan keterampilan yang telah merreka miliki.

Pengakuan Kompetensi Tertentu (RCC)

Jika seorang peserta menyatakan dia mampu/cakap dalam menyelesaikan tugas-tugas yang ditentukan pada hasil pelatihan, dia harus dapat membuktikan kemampuannya kepada pelatih.



Keselamatan Kerja

Umum

Peserta harus mematuhi/menuruti undang-undang tentang Kesehatan dan Keselamatan Kerja (OTO.KR01.016.01.), yang diberlakukan oleh pemerintah dan tempat kerja.

Pribadi

Modul ini diselenggarakan pada lingkungan yang bebas dari kebisingan dan gangguan.

Berhati-hatulah saat menyentuh sambungan listrik. Percikan bunga api yang terjadi saat ‘menghubung singkat’ atau menghubung/ melepas sambungan kabel berpotensi menimbulkan bahaya disekitar batere.

Seluruh system pengapian adalah system yang sangat berbahaya. Bila berkerja pada system pengapian, selalu matikan system pengapian (kunci kontak) atau melepas sumber daya.Pekrjaan ini mencakup:

• Mengganti komponen seperti busi, coil pengapian atau transformator pengapian, distributor dan kabel tegangan tinggi dan lain-lain.

• Menyambungkan peralatan pengujian engine seperti timing ligt strobo, dwell-tach meter dan osiloskop pengapian, dan lain-lain.

Bila menguji system pengapian dimana kunci kontak dalam kedaan terhubung, tegangan yang berbahaya muncul diseluruh system. Dengan demikian pengujian harus dilakukan oleh orang yang terlatih.

Perhiasan logam adalah penghantar listrik yang baik; hal ini sangat berbahaya. Demi keselamatan anda, lepaskan perhiasan tersebut, jangan mengambil resiko.

Rangkaian listrik pada kendaraan harus ditangani secara hati-hati, hati-hatilah terhadap apa yang anda hubungkan/lepaskan sementara aliran listrik dalam keadaan tersambung ke batere. Dapat menyebabkan kerusakan yang permanen pada system elektronik.



Bagian - 2

Prosedur Cara Kerja dan Karakteristik Sistem Pengapian Lainnya

Informasi

Komponen utama rangkaian system pengapian adalah

- Coil – yang merubah tegangan rendah dari batere menjadi tegangan tinggi yang menghasilkan percikan bunga api.

- Kondensor – yang membantu kolapnya medan magnet pada coil untuk menghasilkan tegabngan tinggi. Kondensor juga melindungi kontak poin terhadap percikan bunga api.

- Distributor, melakukan tiga kegiatan

1. Sebagai dudukan bubungan dan kontak poin yang membuka dan menutup rangkaian primer, menyebabkan coil menghasilkan listrik tegangan tinggi.

2. Sebagai dudukan perangkat pewaktu pembakaran.

3. Mendistribusikan listrik tegangan tinggi ke busi sesuai urutan pengapian.

- Busi – merubah arus listrik tegangan tinggi menjadi percikan bunga api.

Sistem pengapian mempunyai dua rangkaian yang terpisah.

Primer – Rangkaian tegangan rendah.

Sekunder – Rangkaian tegangan tinggi.



Coil Pengapian

Konstruksi.

Coil pengapian terdiri dari rumah logam yam meliputi lembar pelapis logam untuk mengurangi kebocoran medan magnet. Lilitan sekunder, yamg mempunyai lilitan lebih kurang 20.000 lilitan kawat tembaga halus dililitkan secara langsung ke inti besi yang dilaminasi dan disambungkan ke terminal tegangan tinggi yang terdapat pada bagian tutup coil. Karena tegangan tinggi diberikan pada inti besi, inti harus diisolasi oleh tutup dan insolator tambahan diberikan di bagian dasar.

Gambar 1: Kontruksi Coil Pengapian yang umum

Lilitan primer, terdiri dari 200 – 500 lilitan kawat tembaga yang relatif tebal, di tempatkan dekat dengan bagian luar sekelililng lilitaan sekunder. Panjang dan lebar kawat akan menyebabkan resistansi lilitan primer berubah tergantung pada penggunaannya.

Coil 12 volt berkisar 13Ω (Ohms)Tahanan Ballast berkisar 2,5Ω(Ohms)Coil HEI berkisar 1Ω (Ohms)

Tutup coil pengapian yang berinsulasi mempunyai terminal teganngan rendah untu batere dan sambungan untuk kontak poin dan sambungan untuk tegangan tinggi (puncak coil).



Identifikasi Coil Pengapian

Coil Pengapian terintegrasi.

Gambar 2: Coil Pengapian terintegrasi

Coil pengapian terintegrasi adalah coil yang paling umum digunakan dan digunakan sebagai coil standar yang dipasang oleh pabrik kendaraan. Coil ini diisi dengan oli yang tujuannya sebgai pendingin.

Penggunaan coil tertera pada rumah/badan coil.Misalnya

- 6 V- 12V- Digunakan dengan resistor ballast.

Coil Pengapian Terintegrasi Berdaya Besar (HEI, High Energy Ignition)

Gambar 3: Coil HEI terintegrasi.

Coil HEI dikembangkan mempunyai tahanan lilitan primer yang kecil, secara khusus digunakan pada system pengapian berdaya besar. Sistem ini dirancang untuk memberikan percikan penyulutan yang besar dan lama untuk dapat membakar campuran udara/bahan bakar yang kurus yang diperoleh pada engine-engine pengontrol emisi.



Coil HEI tidak dapat digunakan pada system pengapian dengan kontak point standard karena arus primer yang besar. Coil HEI diperlengkapi dengan katup pelepas tekanan untuk menjaga bila oli pendingin terlalu panas.

Catatan:Coil harus diikatkan dengan katup yang menghadap pada balok engine untuk menjamin keselamatan diri dari semburan oli pendingin.

Resistansi coil primer HEI yang tipikal adalah:

0,75 Ώ sampai 0,9 Ώ

Coil Pengapian Tipe E

Gambar 4. Coil Pengapian Tipe E.

Coil pengapian tipe E tersedia untuk pemakaian semua tipe coil. Coil tersebut sekarang umumnya dipakai sebagai standard pada banyak kendaraan. Rancangan bagian dalam coil tipe E serupa dengan coil yang terintegrasi, tetapi udaranya diinginkan sehingga tidak memberikan keamanan pada katup untuk pemakaian HEI.

Aplikasi coil dicetak ke dalam dudukan pengikat.Coil-coil tipe E kadang-kadang diikat ke dalam tutup distributor. Ini memungkinkan hanya sedikit gangguan dari luar yang terjadi pada pengoperasian dan memberikan lebih besar rangkaian sekunder bertahanan rendah yang dapat diandalkan.

Perangkat Coil Pengapian Pembakaran Langsung

Gambar 5. Modul Pengapian & Perangkat Coil Pengapian Pembakaran Langsung.



Perangkat coil ini bekerja pada system pengapian tanpa distributor. Perangkat coil ini terdiri dari silinder yang masing-masing mempunyai coil sebagai pasangan silinder.

Modul pengendali system pengapian mengoperasikan masing-masing coilnya sebagai system tersendiri, menghidupkan dan mematikan untuk menyediakan bunga api pada masing-masing busi pada waktu yang tepat.

Cara Kerja Coil Pengapian

Coil pengapian adalah transformator peningkat tegangan.

Coil menghasilkan pulsa-pulsa tegangan tinggi yang dikirimkan ke busi-busi untuk menyulut campuran bahan bakar/udara di tabung engine.

Lilitan primer coil, menyimpan enerji dalam bentuk medan magnit. Pada waktu yang ditentukan kontak poin terbuka, arus primer berhenti mengalir dan medan magnit kolap memotong coil sekunder menghasilkan tegangan tinggi ke dalamnya.

Tegangan sekunder menyalakan busi.

Gambar 6. Medan Magnit dihasilkan oleh Lilitan Primer.



Cara Kerja Sistem Pengapian Waktu

1. Rangkaian Primer

Gambar 7. Rangkaian Primer Sistem Pengapian.

Rangkaian primer merupakan jalur untuk arus tegangan rendah dari baterai (lihat diagram) dan terdiri dari komponen-komponen berikut:

• Saklar Pengapian• Lilitan Primer Coil• Kontak Poin Distributor • Kondensor

2. Rangkaian Sekunder

Gambar 8. Rangkaian Sekunder Sistem Pengapian.



Rangkaian sekunder merupakan jalur untuk arus tegangan tinggi yang ditingkatkan oleh coil dan terdiri dari komponen-komponen berikut:

• Lilitan Sekunder Coil• Lengan Rotor Distributor• Tutup Distributor• Busi-Busi

Cara Kerja Pengapian Induktif

Cara Kerja – Poin tertutup

Arus dari baterai mengalir melalui lilitan-lilitan primer coil, membentuk medan magnit, melalui kontak poin ke massa.

Gambar 9. Cara Kerja Pengapian Poin-Poin Tertutup.

Cara Kerja Pengapian Poin-Poin Terbuka

Pada saat poin-poin terbuka oleh bubungan pemutus yang berputar, aliran arus primer terputus. Medan magnit di sekitar lilitan primer coil kolap dan menyebabkan tegangan tinggi (4000 – 30.000 volt) pada lilitan-lilitan sekunder. Sentakan tegangan tinggi ini ‘mendorong’ arus melalui kabel coil tegangan tinggi ke distributor dan kemudian ke busi-busi. Siklus keseluruhan ini terjadi 50 sampai 150 kali per detik tergantung pada kecepatan engine.



Gambar 10. Cara Kerja Pengapian Kontak-Poin Terbuka.

Kondensor

Kondensor (kapasitor) biasanya ditempatkan pada dasar distributor.

Gambar 11. Kondensor Dipasang Pada Distributor.

Kondensor mencegah percikan bunga api pada poin-poin pada saat poin-poin tersebut mulai membuka. Arus yang berlebihan mengalir ke dalam kondensor pada saat poin-poin terpisah. Kondensor itu diperlukan karena:

- Poin-poin membuka dan menutup secara mekanis; gerakan tersebut sangat lambat dibandingkan dengan kecepatan aliran arus.

- Poin-poin tersebut hanya membuka sedikit.

- Tegangan di dalam coil dapat menjadi sangat tinggi.

Tanpa kondensor, yang terjadi adalah:

- Tegangan induksi di dalam lilitan primer menjadi sangat tinggi mendorong arus meloncati celah membakar permukaan kontak poin.



- Aliran arus tidak dapat cepat berhenti, dan medan magnit kolap sangat lambat. Karenanya tegangan sekunder terlalu rendah untuk ‘menyalakan’ busi.

Cara Kerja Kondensor

Tahap 1 – Poin Tertutup

Gambar 12. Cara Kerja Kondensor Kontak-Poin Tertutup.

Arus mengalir melalui lilitan primer ke massa melalui poin yang tertutup.

Medan magnit terbentuk di sekeliling coil pengapian.

Gambar 13. Osiloskop Menunjukkan Tegangan Kondensor.

1a. Pola osiloskop mengilustrasikan perubahan polaritas tegangan pada rangkaian kondensor coil. Tingkat tegangan adalah 12 V pada satu arah.



Tahap 2 – Poin Terbuka

Gambar 14. Cara Kerja Kondensor Poin Terbuka.

Medan magnit kolap, menginduksi tegangan ke dalam lilitan sekunder. Karena medan magnit juga kolap memotong lilitan primer maka tegangan tinggi (kira-kira 300 V) diinduksi ke dalamnya juga. Tegangan ini akan menyebabkan arus mengalir ke dalam kondensor. Tegangan kondensor akan naik sampai tegangannya sama dengan tegangan coil.

Gambar 15: Tegangan Kondensor Naik.

2a. Saat medan magnet kolap tegangan naik dengan cepat.

Tahap 3.

Gambar 16: Pengosongan Kondensor



3. Tengan primer mulai munurun. Tegangan kondensor sekarang akan mendorong balik arua listrik kembali ke lilitan primer coil, hal ini memaksa medan magnet yang kolap mengalami kolap lebih cepat yang akan menghasilkan percikan bunga api sekunder yang lebih besar.

Gambar 17: Tegangan kondensor turun.

3a. Gaya medan magnet yang kolap menghasilkan tegangan induksi dengan arah yang berlawanan.

Tahap 4

Gambar 18: Langkap Pengisian/Pengosongan Kondensor

4. Berkaitan dengan pengaruh medan magnet kondensor dan arus pada lilitan sekunder, gerak gaya listrik balik dihasilkan pada lilitan primer beberapa kali. Arus akan mengalir masuk dan keluar pada kondensor melalui lilitan samapi energi listriknya hilang. Hal ini menimbulkan efek osilasi.

Gambar 19: Langkah Pengisian dan Pengosongan tegangan kondensor



Gangguan Kondensor.

Kondensor relatif murah, dan karena kondensor sering menjadi penyebab rusaknya kontak poin, mekanik biasanya mengambil lasngkah yang praktis dengan cara memasang kondensor yang baru apabila mereka mengganti kontak poin. Bagaimanapun juga, bila dilakukan diagnosa pada system pengapian, sering diperlukan menguji kondensor untuk menentukan penyebab gangguan. Empat pengujian dasar yang dilakukan pada kondensor adalah:

1. Kondensor mangalami hubungan singkat.

2. Kebocoran atau resistansi insulatornya rendah

3. Resistansi hubungan seri yang tinggi.

4. Kapasitas dalam microfarad.

Kondensor mengalami hubungan singkat.Kondensor mengalami hubungan singkat disebabkan oleh rusaknya insulator di antara pelat-pelat kondensor. Kondensor yang mengalami hubungan singkat tidak akan mampu menyimpan muatannya dan mencegah kondensor berkerja.

Kebocoran.Kondensor yang bocor disebabkan oleh resistansi insulator yang rendah. Kondensor tidak mampu menyimpan muatan listrik pada waktu tertentu karena resistansi insulator yang rendah memungkinkan terjadi kebocoran dari satu pelat ke pelat yang lain.

Resistansi tinggi.Resistansi seri ysng tinggi bisanya disebabkan oleh kerusakan kabel kondensor atau sambungan kondensor yang jelek.

Kapasitas.Kapasitas kondensor ditentukan oleh luasnya permukaan pelat-pelat, jarak antar pelat, bahan insulator yang digunakan dan bahan-bahan yang diperkaya.

Sudut Dwell

Sudut Dwell adalah besarnya sudut putaran bubungan distributor saat kontak poin menutup.

Sudut Dwell yang tepat samgat penting pada coil pengapian. Coil pengapian, agar dapat berkerja dengan baik memerlukan waktu aliran arus yang mengalir pada lilitan promer cukup lama agar mampu membangkitkan medan magnet yang kuat di sekitarnya.

Kekutan medan magnet digunakan untuk memotong lilitan sekunder agar menghasilkan tegangan yang diperlukan untuk menyalakan busi.



Gambar 20: Sudut Dwell

Celah kontak poin dapat merubah sudut dwell. Celah kontak poin yang sempit akan menaikkan sudut dwell. Ini berarti kontak poin tertutup lebih cepat dan munutupnya terlambat dan ini meningkatkan sudut dwell.

Sudut dwell yang terlalu besar dapat menimbulkan kerugian. Kontak poin menutup lebih cepat dapat mempengaruhi kerja coil pengapian dan kondensor menyebabkan pembakaran yang jelek dan kontak poin terbakar karena percikan yang berlebihan.

Celah yang besar atau sudut dwell yang kecil, menyebabkan kontak poin menutup lambat dan membuka lebih cepat, coil tidak punya waktu untuk memperoleh kejenuhan medan magnet dengan demikian menimbulkan pembakaran yang jelek.

Penundaan Arus Primer Coil

Tegangan batere memaksa arus mengalir melalui lilitan primer coil saat kunci kontak dan kontak poin tertutup. Besar arus maksimum yang mengalir melalui rangkaian primer dibatasi oleh resistansi kawat tembaga lilitan perimer coil dan seristansi lainnya yang terdapat pada rangkaian.

Pada saat kontak poin menutup arus mulai mengalir. Medan magnet di sekeliling kawat primer coil terbentuk memotong lilitan yang berdekatan dan hal ini menghasilkan tegangan balik yang melawan aliran arus masuk.

Tegangan balik memperlambat (dalam waktu singkat) pencapaian arus maksimum. Karakter ini disebut induktansi. Pembentukan medan magnet primer menghasilkan tegangan induksi pada lilitan sekunder coil, tetapi ini tidak cukup kuat untuk membentuk percikan bunga api pada busi. Perubahan tegangan dapat dilihat pada layar osiloskop sinyal penutupan kontak poin pada lilitan primer maupun sekunder.



Gambar 21: Kejenuhan medan magnet pada Coil

Output Tegangan Tinggi

Hal-hal yang mempengaruhi tegangan output coil adalah:

1. Arus primer.

2. Tegangan primer.

3. Perbandingan lilitan.

4. Kecepatan kolap medan magnet.

5. Bahan ini coil.

Tegangan yang diperlukan untuk menyalakan busi tergantung pada banyak hal, misalnya perbandingan kompresi engine, kecepatan engine, perbandingan campuran udara/bahan bakar, temperatur busi, bentuk dan lebar celah busi dan banyak hal-hal lainnya.

Tegangan nyata yang muncul pada system sekunder ditentukan oleh kebutuhan busi. Karena kebutuhan busi berubah-ubah, tegangan sekunder juga berubah-ubah, samapai tingkat maksimum yang dapat dicapai yang ditentukan oleh daya yang masuk ke coil dan hal-hal lainnya. Kesalahan penyalaan selalu terjadi apabila tegangan yang masuk melebihi tegangan yang diperlukan.

Lamanya Penyulutan

Lamanya waktu penyulutan, atau lama terjadinya percikan bunga api, menjadi sangat penting untuk mengendalikan emisi gas buang.

Diperlukan campuran yang kurus untuk mengendalikan emisi gas buang. Dengan campuran yang kurus bagaimanapun juga, jika lamanya nyal bunga api tidak cukup lama, campuran tidak akan terbakar dengan baik. Lamanya nyala bunga api pada busi haru berkisar 0,8 – 2 milidetik (mS, millisecond) dengan arus 100-150 miliamper untuk mendapatkan pembakaran yang baik.



Catatan:Lamanya nyala bunga api pada busi ditentukan oleh daya yang dihasilkanoleh coil.

Daya = Tegangan (volt) X Arus (amper)

Dua jenis mekanisme pemaju saat pengapian digunakan pada system yang menggunakan kontak poin; pemaju sentrifugal (berhubungan dengan kecepatan putaran engine) dan pemaju vacuum (berhubungan dengan beban engine). Peralatan ini merubah saat pembakaran untuk kondisi kerja engine yang berbeda seperti dijelaskan pada alinea yang lain.

Pengendali Pengapian Sentrifugal

Untuk mendapatkan saat pemajuan yang diperlukan saat putaran engine naik, distributor mempunyai mekanisme sentrifugal yang terdiri dari dua buah pemberat yang mempunyai titik tumpu di bagaian bawah distributor. Kedua pemberat ini ditahan pada dudukannya oleh pegas dan berputar dengan sumbu distributor. Jika kecepatan putar naik, pemberat terlempar ke arah luar (karena pengaruh gaya sentrifugal) melawan tarikan pegas dan akhirnya memajukan bubungan kontak poin.

Gambar 22: Salah satu contoh Mekanisme Pemaju Pengapian jenis Sentrifugal.

Bubungan dapat bergerak bebas pada poros distributor dan saat pemberat bergerak ke arah luar akibat gaya sentrifugal, bubungan bergeser, atau berputar, searah dengan perputaran poros. Hal ini membuat bubungan kontak poin bersinggungan lebih cepat dengan kontak poin, dengan demikian terjadilah pemajuan pengapian.

Gambar 23: Salah satu contoh Kurva untuk Mekanisme Pemaju Pengapian Sentrifugal.



Kurva pemajuan pengapian di atas (untuk pengendalian sentrifugal) mungkin diberikan oleh sejumlah pabrik dalam bentuk gambar dua garis. Untuk grafik di atas dapat muncul (ditafsirkan) sebagai berikut:

RPM 500 700 900 1050 1200 1400 1700 2100 2600 3100 3600 4200DerajadEngine 0 6 12 16 21 27 28 30 32 34 36 36

Pengendali Pengapian Vacuum

Interval waktu antara saat terjadinya penyalaan dan saat diperoleh tekanan kompresi maksimum adalah tidak tetap, tetapi berubah-ubah sesuai kecepatan pembakaran.

- Jika campuran kaya dan tekanan kompresi tinggi, dia akan terbakar dengan sangat cepat sewaktu di sulut.

- Jika campuran miskin dan tekanan kompresi rendah, campuran akan terbakar dengan lambat.

Walaupun perbandingan kompresi tidak berubah-ubah pada suatu engine, jumlah campuran udara/bahan bakar di dalam silinder (pada awal langkah kompresi) berubah-ubah sesuai posisi pembukaan katup throttle, dengan demikian terjadi perubahan pada tekanan kompresi pada rentang kerja engine.

Pengendali pemajuan percepatan pembakran Vacuum digunakan untuk merubah saat pengapian untuk menyesuaikan

dengan perubahan beban engine

Gambar 24: Contoh suatu Kurva untuk Pemaju Pengapian Vacuum.

Mekanisme pengendali pemajuan pengapian vacuum terdiri dari unit diafragma vacuum, dihubungkan dengan pelat dudukan distributor dan sisilain diafragma dihubungkan dengan saluran vacuum karburator melalui selang vacuum.

Diafragma ditahan pada posisinya oleh pegas. Pelat dudukan dan kontak poin akan berputar saat diafragma berhubungan dengan kevacuuman saluran masuk engine.



Cara Kerja

Pembukaan katup throttle yang kecil akan memberikan tingkat kevacuuman yang tinggi pada diafragma yang mengakibatkan pelat dudukan berputar mempercepat saat pengapian.

Saat pembukaan katup throttle membuka semakin lebar, pengaruh kevacuuman akan menurun mengurangi pemajuan saat pengapian.

Pembukaan penuh katup throttle akan memberikan tekanan udara luar (tidak ada kevacuuman) terhadap diafragma mengakibatkan tidak terjadi pemajuan saat pengapian.

Catatan:Kerjasama antara pemaju pengapian sentrifugal dan kevacuuman secara otomatis memberikan perubahan yang pasti terhadap saat pengapian pada setiap rentang kerja engine.

Sistem Pengapian Elektronik

Perbedaan utama antara pengapian elektronik dengan yang menggunakan kontak poin adalah pada bagian rangkaian primer. Kontak poin digantikan oleh pembangkit sinyal elektronik dan sebuah unit pengendali pengapian elektronik.

Pembangkit sinyal digunakan untuk memberikan impuls listrik untuk memberikan sinyal saat pengapian pada unti pengendali pengapian elektronik.

Unit pengendali akan mensaklarkan rangkaian primer pengapian sebagai sinyal oleh pembangkit sinyal.

Perbandingan Rangkaian Pengapian

Gambar 25: Perbandingan rangkaian.



Keuntungan system pengapian elektronik.

- Tidak menggunakan kontak poin.- Tidak memerlukan perawatan kontak poin.- Sudut Dwell ditetapkan oleh unit pengapian.- Saat pengapian lebih tepat.- Percikan bunga api lebih besar dan lebih lama sangat berguna untuk

mengendalikan emisi gas buang.

Pembangkit Pulsa

Ada beberapa cara untuk menghasilkan pulsa sinyal pada distributor.

- Pembangkit pulsa.- Penbangkit efek Hall.- Sensor optik.

Sensor Penghimpun Magnet (Pembangkit Pulsa)

Konstruksi.

Sensor penghimpun magnet (Magnetic Pick-up Sensor) terdiri dari lilitan kawat dan inti magnet permanen. Magnet permanen membentuk medan magnet di sekeliling lilitan kawat.

Carakerja

Ketika benda logam mengganggu keseimbangan medan magnet, tegangan listrik terbentuk pada lilitan kawat. Tegangan ini dibangkitkan pada lilitan kawat. Sinyal tegangan ini diperkuat oleh mikrokomputer.

Sensor posisi poros engkol (CP, Crankshaft position) adalah salah satu contoh dari penghimpun magnet. Sensor CP mempunyai perangkat penghimpun magnet. Sensor CP biasanya di tempatkan pada blok engine. Cincin pulsa poros engkol ditempatkan pada poros engkol. Tonjolan logam ditempatkan di bagian pinggiran cincin pulsa.

Gambar 26: Kontruksi Sensor Posisi Poros engkol.



Saat cincin pulsa berputar, tonjolan sejajar dengan ujung sensor posisi poros engkol. Tonjolan logam tersebut memotong medan magnet. Gangguan terhadap medan magnet membangkitkan tegangan sinyal tegangan pada lilitan kawat. Sinyal tegangan ini diperkuat oleh ECU.

Penghimpun magnet yang digunakan pada system pengendali elektronik mencakup:

- Sensor posisi poros engkol.

- Sensor kecepatan kendaraan.

- Penghimpun saat pengapian.

Tegangan yang dihasilkan pembangkit pulsa adalah arus bolak-balik (AC). Saat kecepatan meningkat, tegangan dan frekwensinya juga meningkat. CPU memantau frekwensi sinyal untuk menghitung kecepatan poros dan posisinya.

Gambar 27: Salah satu bentuk Gelombang Pembangkit Pulsa.

Perubahan terjadi dalam perencanaan pembangkit pulsa, tetapi semuanya menggunakan dasar kerja yang sama.

Gambar 28: Perubahan rancangan pembangkit pulsa.

Dasar Kerja efek Hall

Efek hall adalah nama yang diberikan berdasarkan E.H. Hall yang menemukan efek ini pada tahun 1879.

Bahan semi konduktor tipis yang berbentuk garis (pembangkit hall) mempunyai aliran arus konstan yang mengalirinya. Ketika medan magnet didekatkan pada pembangkit hall sehingga medan magnet tegak lurus terhadap bahan semi konduktor (pembangkit hall), akan muncul tegangan rendah pada sisi semi konduktor yang berbentuk garis. Tegangan ini disebut “Tegangan Hall”. Saat magnet dijauhkan tegangan hall akan turun pada titik nol.



Kedua hal tersebut di atas, arus yang konstan dan medan magnet yang tegak lurus terhadap bahan semi konduktor diperlukan untuk membangkitkan tegangan hall. Jika salah satu atau keduanya tidak ada maka tegangan hall tidak akan dapat dihasilkan.

Gambar 29: Tidak ada magnet, tidak ada efek Hall.

Gambar 30: Kemagnetan 90°, Tegangan Hall akan muncul

Bentuk gelombang output sensor Hall disebut gelombang digital sebab perubahan magnet terhadap bahan semi konduktor yang berbentuk garis dari 90° akan di mematikan tegangan hall. Tegangan keluaran adalah “Ada atau Tidak Ada”.

Gambar 31: Prinsip kerja Sensor kecepatan dan Sinyal keluarannya.



Sensor Posisi Poros Engkol

Sensor, yang ditempatkan pada distributor, digunakan untuk menetukan putaran engine dan saat pengapian. Saat poros distributor berputar, sensor memberikan sinyal kepada mikrokomputer informasi tentang posisi poros distributor.

Gambar 32: Konstruksi/Tempat Sensor Penghimpun pengapian.

Sensor ini terdiri dari tutup sudu yang berputar dan saklar efek Hall. Tutup sudu yang berputar di tempatkan di bagian atas poros distributor. Saklar efek Hall berada di bagaian dasar distributor.

Gambar 33: Tutup sudu berputar, Sakelar efek Hall.

Tutup sudu berputar dan sakelar efek Hall ditempatkan sedemikian rupa sehingga sudu-sudu dapat melalui celah sakelar saat sudu-sudu berputar.

Bila tidak ada sudu yang berada di celah medan magnet menyebabkan munculnya tegangan hall.

Bila sudu berada diantara celah, medan magnet terhalang dari bagian sensor. Tidak akan ada tegangan Hall yang muncul.

Frekwensi (kecepatan) tegangan sinyal akan tergantung pada putaran poros dan jumlah sudu-sudu. Lebar sinyal akan beragam tergantung pada ukuran sudu.



Sensor Posisi Poros Engkol Optik

Hampir sama dengan sensor Hall, sensor posisi poros engkol optik menggunakan piringan yang secara langsung dihubungkan dengan poros pemutar. Sebagai pengganti sudu, piringan dilengkapi dengan lubang-lubang yang posisinya berhubungan dengan derajat perputaran.

Contoh:- 90° untuk engine 4 silinder.- 60° untuk engine 6 silinder.- 45° untuk engine V 8 silinder.

Sensor-sensor modern mungkin mempunyai perputaran poros 360°.

Gambar 34: Sensor Posisi Poros engkol Optik.

Ditempatkan pada setiap sisi piringan sebuah LED (Light Emitting Diode) dan sebuah Phototransistor. Lubang pada piringan memungkinkan cahaya dari LED mencapai phototransistor, digunakan sebagai sensor.

Gambar 35: Output Pulsa

Output phototransistor diperkuat untuk memberikan sinyal tegangan ke ECU.



Sistem Pewaktu Pengapian Elektronik (EST)

Sistem pewktu pengapian elektronik menggantikan system pemaju saat pengapian konvensional yaitu sistem sentrifugal dan vacuum. Ini memberikan saat pengapian yang optimum yang diperlukan oleh engine yang dipengaruhi oleh kecepatan, beban, temperatur pendingin engine, posisi throttle dan kondisi kerja motor starter dan kompresor system penyejuk udara.

Sistem ini terdiri dari:

1. Distributor – dengan pembangkit sinyal.

2. Sensor Tekanan mutlak manifold (MAP)

3. Sensor Temperatur pendingin engine.

4. Sakelar posisi throttle.

5. Modul Pengendali Elektronik.

6. Coil Pengapian.

7. Kabel Tegangan Tinggi.

8. Busi.

9. Masukan dari rangkaian solenoid motor starter.

10. Masukan dari rangkaian kompling kompresor AC

Gambar 36: Sistem EST

Sensor-sensor memberikan informasi kerja engine kepada modul, yang akan menghitung saat pengapian yang diperlukan dan merubah sinyal keluaran kepada coil pengapian untuk memberikan pengendalian saat pengapian.



Alternatif Sistem Pengapian

Capacitor Discharge Ignition (CDI)

CDI berkerja dengan prinsip kerja yang berbeda dengnan system pengapian yang telah dijelaskan sebelumnya. Ini dikembangkan untuk engine yang mempunyai unjuk kerja yang tinggi.

Perbedaan utama dengan system pengapian elektronik adalah pada kapasitor penyimpan dan cara kerja modul elektronik.

Cara Kerja

Modul elektronik mengendalikan perubahan catudaya 12 V ke 400 V yang digunakan untuk mengisi kapasitor penyimpan yang besar. 400 V diperlukan untuk mencapai tingkat enerji yang diperlukan untuk mengoperasikan system.

Gambar 37. Diagram Rangkaian. CDI yang tidak memakai kontak poin dengan Pulsa Induktif System Generator dalam Distributor.

Pada titik pengapian theristor dipicu, muatan kapasitor dikosongkan melalui lilitan utama coil pengapian. Kecepatan pertumbuhan medan magnit jauh lebih cepat daripada system pengapian tradisional dengan efek tegangan yang cepat terjadi pada lilitan sekunder untuk menghasilkan bunga api untuk busi.

Begitu muatan kapasitor dikosongkan theristor mati untuk kemudian memulai kembali siklus pengapian.



Keunggulan-keunggulan

- System CDI tidak tergantung waktu (sudut dwell) untuk memastikan magnetic coil pengapian terpenuhi sepenuhnya.

- Dapat beroperasi pada frekuensi yang jauh lebih tinggi dibandingkan system pengapian elektronik dan kontak tradisional.

Kelemahan-Kelemahan

- Untuk banyak aplikasi durasi bunga api terlalu singkat untuk memperoleh pengaian yang dapat diandalkan.

Sistem Pengapian Magneto

Tujuan

Sistem pengapian magnet berkerja tidak tergantung pada sumber batere dan memberikan tegangan tinggi yang diperlukan untuk membakar campuran udara/bahan bakar di dalam ruang pembakaran.

Penerapan.

Sistem magnet dikenal sangat kompak, bobotnya ringan dan sangat sesuai untuk digunakan pada engine yang dirancang untuk menggerakkan:

- Kendaraan kecil.- Perangkat daya.- Sepeda motor.- Kendaraan salju.- Pemotong rumput.- Mesin gergaji.- Engine untuk perahu motor.- Mesin pertanian.- Engine stasioner

Sistem magnet sangnat toleran dengan temperatur rendah dan tinggi.

Kontruksi

Gambar 38: Fly-wheel magnet.



Sistem magnet ini terdiri dari:

- Flywheel baja yang berputar yang dilengkapi dengan magnet permanen, dipasangkan pada poros engkol engine.

Gambar 39: Pelat dudukan Magnet

- Pelat dudukan yang tidak bergerak (tetap) menyangga armatur pengapian (coil), kontak poin dan kapasitor. (Sistem yang dikendalikan elektronik mempunyai pembangkit pulsa yang dipasangkan pada pelat dudukan.

Cara Kerja

Medan magnet yang terdapat pada flywheel sejajar dengan inti armatur pengapian. Pada saat flywheel berputar tegangan AC diinduksikan pada rangkaian primer.

Gambar 40: Kerja magnet saat kontak poin tertutup.

Saat kontak poin tertutup arus induksi mengalir pada lilitan primer armatur pengapian menghasilkan medan magnet.



Gambar 41: Kerja magnet saat kontak poin terbuka

Dalam waktu yang singkat kontak poin terbuka dan aliran arus induksi berhenti, medan magnet kolap dan menghasilkan induksi tegangan tinggi pada lilitan sekunder coil, menghasilkan percikan bunga api pada busi.

CatatanUntuk mendapatkan outpu yang maksimal, system magnet dirancang untuk membuka kontak poin saat arus induksi maksimum mengalir pada lilitan primer coil.

Beragam bentuk rancangan akan kita temui sesuai dengan bentuk rancangan engine dan penggunaan perangakat pemicu elektronik. Sistem magnet juga dapat digunakan pada engine bersilinder banyak, menggantikan distributor tradisional atau digerakkan oleh poros bubungan engine.

Gambar 42: Unit magnet untuk engine bersilinder banyak


50 011-2-pelatihan cbt otomotif electrical (1)

Documents